Моделирование свойств полимерных материалов по их химическому строению, курсовая работа

Московский Государственный Университет

Приборостроения и Информатики

Курсовая работа «Моделирование свойств полимерных материалов по их химическому строению»

Руководитель: Лущейкин Георгий Акимыч

Москва 2007

В качестве объекта выбран полипропиленлфторид, содержащий х_с=5% кристаллической фазы и 15% стекловолокна.

Формула мономерного звена

1)  Расчет плотности полимера.

Расчет мольного объема V. Вклады V_i отдельных групп и их число:

-CH₂-       15,85

-CH₃        23,9

-F            10,9

>C<         4,6

V=∑V_i=15,85+23,9+4,6+10,9=55,25

Расчет молекулярной массы М мономерного звена. Атомные массы отдельных атомов и их число

С          12х3

Н          1х5

F           17

М=∑М_i=12х3+1х5+17=58

Плотность аморфного полимера ρ_а=М/V=1049,8кг/м³.

Плотность частично кристаллического полимера

ρ_к=ρ_а(1+0,13*Х_с)=1189,9(1+0,13*5)=1056,5кг/м³

2)  Расчет модулей упругости. Расчет функции Рао U.

Вклад в U отдельных групп U_i и их количество

-CH₂-      895

-CH₃       1361

-F           800

>C<        40

U=∑U_i=895+1361+40+800=3096

Модуль упругости объемный K=ρ(U/V)⁶=1,056(3096/55,25)⁶=3,27ГПа.

Модуль сдвига 1,25ГПа.

Модуль Юнга Е_р=3К(1-2η)=3,34ГПа,

Где η-коэффициент Пуассона равен 0,33.

3)  Инкремент модуля упругости в области стеклования ∆Е(α).

Модуль упругости аморфного полимера выше температуры стеклования 0,00026ГПа.

∆Е(α)=(1-Х_с)*(Е_р-0,00026)=3,33ГПа

Инкремент модуля упругости в области β-релаксации ∆Е(β)=0,833ГПа

4)  Оценка предела прочности при растяжении

σ_р=0,0144*Е_р=0,0144*3,34*10⁹=48,1МПа

5)  Расчет температуры стеклования Т_с. Вклады отдельных групп Y_i и их количество